18 Розрахувати просте струмове дзеркало, що виконане на біполярних транзисторах і працює від напруги живлення -15в на струм 7.5мА.

Струмове дзеркало використовується в якості стабільного джерела струму. Оскільки бази та емітери транзисторів VT₁ і VT₂ з’єднані, то спади напруг на емітерних переходах будуть рівні, а вони визначаються струмом i₀, який в свою чергу, задається резистором R₀.

. Таким чином, приходимо до висновку, що струми та однакові.

Отже, , звідки .

19 Розрахувати просте струмове дзеркало, що виконане на біполярних транзисторах і працює від напруги живлення -10в на струм 0.5мА.

Струмове дзеркало використовується в якості стабільного джерела струму. Оскільки бази та емітери транзисторів VT₁ і VT₂ з’єднані, то спади напруг на емітерних переходах будуть рівні, а вони визначаються струмом i₀, який в свою чергу, задається резистором R₀.

. Таким чином, приходимо до висновку, що струми та однакові.

Отже, , звідки .

20 Розрахувати струмове дзеркало Уілсона, що виконане на біполярних транзисторах і працює від напруги живлення +30В на струм 1,5 мА.

Струмове дзеркало використовується в якості стабільного джерела струму. Оскільки бази та емітери транзисторів VT₁ і VT₂ з’єднані, то спади напруг на емітерних переходах будуть рівні, а вони визначаються струмом i₀, який в свою чергу, задається резистором R₀.

. Таким чином, приходимо до висновку, що струми та однакові.

Отже, , звідки .

21 Розрахувати просте струмове дзеркало з коефіцієнтом відбиття 1:2 (І_вих=2І_пр), що виконане на біполярних транзисторах і працює від напруги живлення +10В на струм 0,1мА.

С трумове дзеркало використовується в якості стабільного джерела струму. Оскільки бази та емітери транзисторів з’єднані, то спади напруг на емітерних переходах будуть рівні, а вони визначаються струмом i₀, який в свою чергу, задається резистором R₀.

Особливістю простого струмового дзеркала із коефіцієнтом відбиття, не рівним одиниці, є наявність одразу декількох паралельно включених транзисторів. В даному випадку для утворення потрібного коефіцієнту є паралельне включення двох транзисторів з боку навантаження.

. Таким чином, приходимо до висновку, що струми та однакові.

Отже, , звідки .

22 Розрахувати просте струмове дзеркало з коефіцієнтом відбиття 2:1 (І_вих=0.5І_пр), що виконане на біполярних транзисторах і працює від напруги живлення +15В на струм 1мА.

С трумове дзеркало використовується в якості стабільного джерела струму. Оскільки бази та емітери транзисторів з’єднані, то спади напруг на емітерних переходах будуть рівні, а вони визначаються струмом i₀, який в свою чергу, задається резистором R₀.

Особливістю простого струмового дзеркала із коефіцієнтом відбиття, не рівним одиниці, є наявність одразу декількох паралельно включених транзисторів. В даному випадку для утворення потрібного коефіцієнту є паралельне включення двох транзисторів з боку, протилежному навантаженню.

. Таким чином, приходимо до висновку, що струми та однакові.

Отже, , звідки .

23 Розрахувати диференціальний опір біполярного транзистора (БТ), що працює в режимі генератора струму. Початкові дані: Робочий струм колектора мА. Напруга колектор-емітер 12В. Напруга Ерлі: В. Навести принципову схему такого генератора струму.

В даній схемі генератором виступає транзистор VT1 та його обв’язка – резистори R₁ та R₂ .

Так як коефіцієнт передачі прямо пропорційний колекторному опору транзистора VT₂, і обернено пропорційний емітерному, то велике значення колекторного опору, яке отримується включенням VT1 в режимі генератора струму дозволяє отримувати великі значення коефіцієнту підсилення даної схеми.

Вирішальним параметром тут є динамічний опір – уявний опір джерела струму, що виступає в ролі колекторного опору транзистора VT₂.

Динамічний опір визначається як відношення різниці напруги Ерлі та напруги колектор-емітер до зміни робочого струму колектора.

Так як напруга Ерлі значно більша за колектор-емітерну напругу, то останньою при розрахунках можна знехтувати.

Тоді: .

24 Розрахувати диференціальний опір біполярного транзистора (БТ), що працює в режимі генератора струму. Початкові дані: Робочий струм колектора мА. Напруга колектор-емітер 2В. Напруга Ерлі: В. Навести принципову схему такого генератора струму.

В даній схемі генератором виступає транзистор VT1 та його обв’язка – резистори R₁ та R₂ .

Так як коефіцієнт передачі прямо пропорційний колекторному опору транзистора VT₂, і обернено пропорційний емітерному, то велике значення колекторного опору, яке отримується включенням VT1 в режимі генератора струму дозволяє отримувати великі значення коефіцієнту підсилення даної схеми.

Вирішальним параметром тут є динамічний опір – уявний опір джерела струму, що виступає в ролі колекторного опору транзистора VT₂.

Динамічний опір визначається як відношення різниці напруги Ерлі та напруги колектор-емітер до зміни робочого струму колектора.

Так як напруга Ерлі значно більша за колектор-емітерну напругу, то останньою при розрахунках можна знехтувати.

Тоді: .

25 Розрахувати диференціальний опір біполярного транзистора (БТ), що працює в режимі генератора струму. Початкові дані: Робочий струм колектора мА. Напруга колектор-емітер -10В. Напруга Ерлі: В. Навести принципову схему такого генератора струму.

В даній схемі генератором виступає транзистор VT1 та його обв’язка – резистори R₁ та R₂

Так як коефіцієнт передачі прямо пропорційний колекторному опору транзистора VT₂, і обернено пропорційний емітерному, то велике значення колекторного опору, яке отримується включенням VT1 в режимі генератора струму дозволяє отримувати великі значення коефіцієнту підсилення даної схеми.

Вирішальним параметром тут є динамічний опір – уявний опір джерела струму, що виступає в ролі колекторного опору транзистора VT₂.

Динамічний опір визначається як відношення різниці напруги Ерлі та напруги колектор-емітер до зміни робочого струму колектора.

Так як напруга Ерлі значно більша за колектор-емітерну напругу, то останньою при розрахунках можна знехтувати.

Тоді: .

26 Розрахувати підсилювач напруги з динамічним навантаженням з коефіцієнтом передачі за напругою дБ. В якості динамічного навантаження використати струмове дзеркало на біполярних транзисторах (БТ) з наступними параметрами: Напруга Ерлі: В, . Максимальна амплітуда вихідного сигналу 5В. Вибрати робочі точки БТ, розрахувати номінальні значення всіх резисторів, навести принципову схему.

П еретворюємо значення коефіцієнту підсилення:

[дБ]=20 lg[одиниць], тобто, 40=20 lgK_U, звідки Ku=100.

Припустимо, що колекторний струм буде рівний .

Тоді динамічний опір струмового дзеркала в колекторному колі транзистора VT₃ буде рівний: .

Підбираємо опір емітерного резистора для досягнення необхідного коефіцієнту підсилення:

Тоді нехай, буде рівний 50 кОм.

Визначаємо напругу живлення, необхідну для успішного функціонування схеми. Вона буде рівна сумі спаду напруги на емітерному резисторі транзистора VT₃, спаду напруги на емітер-колекторному переході та двох амплітуд вихідного сигналу (враховується різниця між максимальними значеннями позитивної і негативної півхвилі). Отже, .

Знаходимо робочу точку за постійним струмом транзистора VT₃: (напруга на колекторі у випадку відсутності вхідного сигналу). Вона буде рівна сумі спадів напруг на емітерному опорі, переході емітер-колектор та значенню амплітуди вихідного сигналу – 1В+3В+5В=9В.

З відомим h­_21E отримуємо значення струму бази: i_Б=і_К0/h_21E=0.1мА/100=1мкА.

Умовою відкритого транзистора є перепад база-емітер більший за 0.6..0.7В.

Тоді U_Б0=1.6В.

Струм подільника повинен бути принаймні в 10 раз більшим за струм бази, тобто рівний 1мкА*10=10мкА=0.01мА.

Спад напруги на резисторі R₂ буде рівний різниці напруги живлення та напруги на базі транзистора VT₃.

Тоді R₂=ΔU_R2/i_П=(14-1.6)/0.01мА=1.24МОм, а R₃=ΔU_R3/i_П=1.6/0.01мА=160кОм.

Значення опору резистора визначається, як відношення спаду напруги на ньому до його опору – спад напруги менший напруги живлення на величину спаду напруги на переході емітер-база транзистора - , тут - одночасно рівний струму колектора транзистора , так як струмове дзеркало має одиничний коефіцієнт відбиття. Звідси, .

Отже, розв’язавши задачу, ми отримали наступні значення опорів резисторів: R₁=134кОм, R₂=1.24МОм, R₃=160кОм, R_E=50кОм.

27 Розрахувати підсилювач напруги з динамічним навантаженням з коефіцієнтом передачі за напругою . В якості динамічного навантаження використати струмове дзеркало на біполярних транзисторах (БТ) з наступними параметрами: Напруга Ерлі: В, . Максимальна амплітуда вихідного сигналу 7В. Вибрати робочі точки БТ, розрахувати номінальні значення всіх резисторів, навести принципову схему.

П рипустимо, що колекторний струм буде рівний .

Тоді динамічний опір струмового дзеркала в колекторному колі транзистора VT₃ буде рівний: .

Підбираємо опір емітерного резистора для досягнення необхідного коефіцієнту підсилення:

Визначаємо напругу живлення, необхідну для успішного функціонування схеми. Вона буде рівна сумі спаду напруги на емітерному резисторі транзистора VT₃, спаду напруги на емітер-колекторному переході та двох амплітуд вихідного сигналу (враховується різниця між максимальними значеннями позитивної і негативної півхвилі). Отже, .

Знаходимо робочу точку за постійним струмом транзистора VT₃: (напруга на колекторі у випадку відсутності вхідного сигналу). Вона буде рівна сумі спадів напруг на емітерному опорі, переході емітер-колектор та значенню амплітуди вихідного сигналу – 1В+3В+7В=11В.

З відомим h­_21E отримуємо значення струму бази: i_Б=і_К0/h_21E=0.5мА/100=5мкА.

Умовою відкритого транзистора є перепад база-емітер більший за 0.6..0.7В.

Тоді U_Б0=1.6В.

Струм подільника повинен бути принаймні в 10 раз більшим за струм бази, тобто рівний 5мкА*10=50мкА=0.05мА.

Спад напруги на резисторі R₂ буде рівний різниці напруги живлення та напруги на базі транзистора VT₃.

Тоді R₂=ΔU_R2/i_П=(18-1.6)/0.05мА=328кОм, а R₃=ΔU_R3/i_П=1.6/0.05мА=30кОм.

Значення опору резистора визначається, як відношення спаду напруги на ньому до його опору – спад напруги менший напруги живлення на величину спаду напруги на переході емітер-база транзистора - , тут - одночасно рівний струму колектора транзистора , так як струмове дзеркало має одиничний коефіцієнт відбиття. Звідси, .

Отже, розв’язавши задачу, ми отримали наступні значення опорів резисторів: R₁=348кОм, R₂=328кОм, R₃=30кОм, R_E=16кОм.

28 Розрахувати підсилювач напруги з динамічним навантаженням з коефіцієнтом передачі за напругою дБ. В якості динамічного навантаження використати струмове дзеркало на біполярних транзисторах (БТ) з наступними параметрами: Напруга Ерлі: В, . Максимальна амплітуда вихідного сигналу 10В. Вибрати робочі точки БТ, розрахувати номінальні значення всіх резисторів, навести принципову схему.

П еретворюємо значення коефіцієнту підсилення:

[дБ]=20 lg[одиниць], тобто, 30=20 lgK_U, звідки Ku≈30.

Припустимо, що колекторний струм буде рівний .

Тоді динамічний опір струмового дзеркала в колекторному колі транзистора VT₃ буде рівний: .

Підбираємо опір емітерного резистора для досягнення необхідного коефіцієнту підсилення:

.

Визначаємо напругу живлення, необхідну для успішного функціонування схеми. Вона буде рівна сумі спаду напруги на емітерному резисторі транзистора VT₃, спаду напруги на емітер-колекторному переході та двох амплітуд вихідного сигналу (враховується різниця між максимальними значеннями позитивної і негативної півхвилі). Отже, .

Знаходимо робочу точку за постійним струмом транзистора VT₃: (напруга на колекторі у випадку відсутності вхідного сигналу). Вона буде рівна сумі спадів напруг на емітерному опорі, переході емітер-колектор та значенню амплітуди вихідного сигналу – 1В+3В+10В=14В.

З відомим h­_21E отримуємо значення струму бази: i_Б=і_К0/h_21E=0.2мА/100=2мкА.

Умовою відкритого транзистора є перепад база-емітер більший за 0.6..0.7В.

Тоді U_Б0=1.6В.

Струм подільника повинен бути принаймні в 10 раз більшим за струм бази, тобто рівний 2мкА*10=20мкА=0.02мА.

Спад напруги на резисторі R₂ буде рівний різниці напруги живлення та напруги на базі транзистора VT₃.

Тоді R₂=ΔU_R2/i_П=(24-1.6)/0.02мА=1.12МОм, а R₃=ΔU_R3/i_П=1.6/0.02мА=80кОм.

Значення опору резистора визначається, як відношення спаду напруги на ньому до його опору – спад напруги менший напруги живлення на величину спаду напруги на переході емітер-база транзистора - , тут - одночасно рівний струму колектора транзистора , так як струмове дзеркало має одиничний коефіцієнт відбиття. Звідси, .

Отже, розв’язавши задачу, ми отримали наступні значення опорів резисторів: R₁=117кОм, R₂=1.12МОм, R₃=80кОм, R_E=600кОм.